光柵采集系統(tǒng)芯片的低功耗設(shè)計(jì)研究.pdf

1、集成電路發(fā)展到深亞微米階段,功耗已經(jīng)成為與面積、速度同樣重要的一個(gè)決定因素。尤其對(duì)現(xiàn)在的便攜式測(cè)量設(shè)備,低功耗的設(shè)計(jì)更是十分重要。本文是通過(guò)一款光柵采集系統(tǒng)芯片的設(shè)計(jì)實(shí)例,對(duì)功耗優(yōu)化技術(shù)在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中的應(yīng)用和協(xié)調(diào)以及其對(duì)IC設(shè)計(jì)流程的影響進(jìn)行了研究。 光柵采集系統(tǒng)芯片的主要功能是正交信號(hào)細(xì)分,數(shù)據(jù)計(jì)算,顯示處理,參數(shù)設(shè)定等。它具有高精度和低功耗的特點(diǎn),它可以應(yīng)用于智能的低功耗的便攜式測(cè)量設(shè)備中,具有實(shí)際的使用價(jià)值。 本

2、文首先針對(duì)芯片的應(yīng)用環(huán)境和設(shè)計(jì)要求分析,給出了本設(shè)計(jì)采用的低功耗設(shè)計(jì)流程,提出了擬采用的低功耗技術(shù)。擬采用的低功耗技術(shù)是片內(nèi)分頻和動(dòng)態(tài)功耗管理技術(shù)。根據(jù)該芯片的設(shè)計(jì)要求,完成了芯片體系結(jié)構(gòu)的劃分。以低功耗為著眼點(diǎn),完成了RTL代碼的實(shí)現(xiàn),并對(duì)芯片的各個(gè)模塊進(jìn)行了低功耗設(shè)計(jì)。接著,本文以RTL設(shè)計(jì)模型作為依據(jù)進(jìn)行了功耗分析,進(jìn)一步提出了功耗優(yōu)化策略,應(yīng)用門(mén)控時(shí)鐘技術(shù)完成了芯片的動(dòng)態(tài)功耗管理,使芯片功耗降低了19.71％。 本設(shè)計(jì)采

3、用了自動(dòng)芯片綜合(ACS)的邏輯綜合策略,對(duì)設(shè)計(jì)完成了邏輯綜合,本文給出了在邏輯綜合中門(mén)控時(shí)鐘的插入的方法,并針對(duì)由門(mén)控時(shí)鐘插入引起的時(shí)序問(wèn)題和可測(cè)性問(wèn)題提出了解決方案。本文最后用EDA工具完成了該設(shè)計(jì)的物理設(shè)計(jì),并進(jìn)行了物理驗(yàn)證,保證了設(shè)計(jì)的正確性。最終完成了整個(gè)的設(shè)計(jì)。該芯片的設(shè)計(jì)規(guī)模是1萬(wàn)門(mén),它的面積是1.5×2.0mm~2。該芯片應(yīng)用和艦180nm工藝成功流片,它的工作頻率10MHz,采樣率1MHz,實(shí)際功耗0.2mw。